付疃河流域中下游大型底棲動物群落結構與水質生物學評價

陸曉晗,曹 宸,李敘勇,*

1 中國科學院生態環境研究中心城市與區域生態國家重點實驗室, 北京 100085 2 中國科學院大學, 北京 100049

大型底棲動物是河流生態系統的重要組成部分,其生命周期較長、分布范圍較廣、行動較為遲緩,且對河流生態環境變化極為敏感,因此常被用作河流生態系統健康與完整性評價的重要指示生物[1- 3]。目前,針對底棲動物群落結構與河流生態質量關系已經開展大量研究。1995年,Claude和Olivier利用底棲動物分類與RIVAUD指數結合的方法對瑞士西部29條河流的生物質量進行評價[4]；2009年,Purcell和Bressler等人開發一種基于底棲動物的多指標城市化生物指標來衡量城市化對河流生態系統的影響并通過美國三個氣候區的數據驗證其實用意義[5]。近年來,國內河流生態研究在底棲動物方面也取得較大進展。2007年,張遠等人構建底棲動物生物完整性評估指數(B-IBI)對遼河流域河流健康進行評價研究[6]；2011年,吳召仕等人調查分析太湖流域主要河流底棲動物群落結構及其與環境因子之間的關系,評價各水系的水質狀況,其中,相對重要性指數及Wright指數的評價結果與水質化學指標具有很好的一致性[7]；2017年,盛蕭等人采用多種不同的底棲動物生物評價指數對東江流域進行河流生態健康評價,并研究其適用性,其中,Goodnight-Whitley指數對磷污染顯著的水體有較好的指示作用,且其受水體中寡毛類物種的數量限制明顯[8]。

付疃河發源于山東省日照市五蓮縣韓家窩洛大馬鞍山,經東港區,自西向東南方向匯入黃海,其流域面積1040 km2。該流域屬暖溫帶濕潤大陸性氣候,年均溫16.2℃,年均降水923.5 mm,且年際波動較為明顯,其降水最大值年份是最小值的2.7倍；因毗鄰大海,其年內降水存在顯著差異,汛期(6—9月)降水量占比超過70%[9],其中流域中下游轄區為東港區,年均溫12.6℃,年均降水916.0 mm。作為日照市東港區主要水源,其水資源受日照水庫、馬陵水庫等大中型水利工程管控,流域上游自然徑流基本匯入庫區存蓄,致使流域下游水資源季節性匱乏,以農業發展的農村區域段河流以降水補給與間歇性庫區排水補給為主,而位于工商業發展的城鎮區域段河流則以再生水補給與降水補給為主。伴隨工農業開發與人為水資源管控強度逐年提升,付疃河流域中下游面臨著農業面源污染、城鎮再生水點源二次污染與河段流通性減弱的生態風險,河流水生生物多樣性銳減,河流生態系統水環境質量呈現下降趨勢。

本文選取河流底棲動物為指示水生生物,對付疃河流域中下游進行水質、水生態調查研究,對共計16個樣點進行河流底棲動物及水環境因子的采樣,基于不同水源結構子流域劃分,開展河流水生態系統健康評價,以期為付疃河流域中下游河道治理及生態管理工作提供科學依據。本次研究的主要目標：(1)對付疃河流域中下游不同分區、不同季節的底棲動物群落分布特征進行定性描述及定量分析；(2)對不同水源結構特征分區的底棲動物生物多樣性及其與水環境因子相關性進行分析；(3)運用不同水質生物學方法對研究區域進行水生態評價并探討其適用性。

1 材料與方法

1.1 樣點布設

考慮付疃河流域中下游土地利用類型、河流水源結構特征與降水季節性分布差異,2018年9—10月在研究區域內共考察布設16處監測點位,其中付疃河干流(日照水庫下游至河口)布設3處為G1—G3,付疃河支流(南湖河N1—N4、崮河內香店河與后樓河H1—H5、沙墩河S1—S4)布設13處,具體位置見圖1。2018年12月、2019年3月、7月及10月在各點位開展底棲動物樣品采集與水環境理化指標監測,每季內集中2天完成采樣。

圖1 付疃河流域中下游采樣點分布圖Fig.1 Sampling sites in the middle and lower reaches of Futuan River BasinN1—N4：南湖河4處樣點；H1—H5：后樓河與香店河5處樣點；S1—S4：沙墩河4處樣點；G1—G3：付疃河干流近河口3處樣點

1.2 底棲動物樣品采集與鑒定

借助D型網(直邊長30 cm,孔徑250 μm),在各采樣點采集底泥兩份,均勻混合,取其中一半,經過40目網篩過篩沖洗,將網內殘余采集物裝入聚乙烯封口袋,恒溫冷藏至實驗室,進行人工挑揀,裝入50 mL的塑料瓶中,并加入福爾馬林溶液保存。置于六孔盤中,在顯微鏡和解剖鏡下進行鑒定,盡可能鑒定到種,并計數和稱重。稱量時,先用吸水紙吸去樣本表面水分,直到吸水紙表面無水痕跡為止,用電子天平定量稱重,精確到0.0001 g,并將每個樣品的個體數量和生物量換算至每m2的單位含量。軟體動物、寡毛類、水生昆蟲等底棲動物物種鑒定參照有關資料[10- 12]。

1.3 水環境理化參數測定

采用多參數水質分析儀現場測定采樣點水體水溫(T)與pH值,以500 mL塑料瓶恒溫冷藏水質樣品至實驗室,并測定水質樣品化學需氧量(COD；GB11914- 89)、總氮(TN；GB11894- 89)、總磷(TP；GB11893- 89)及氨氮(NH3-N；HJ535—2009)。

1.4 數據分析

采用典范相關分析(Canonical Correspondence Analysis,CCA)對底棲動物群落結構與水環境理化因子進行相關性的分析。CCA分析又稱為多元直接梯度分析,多用于分析物種與環境因子之間的關系,基于單峰模型,將對應分析與多元回歸分析相結合,且每一步的計算所得的樣方排序坐標值都會與環境因子進行線性回歸[13- 14]。CCA排序將通過Canoco 5.0軟件進行制圖分析。

采用物種數量、優勢種、生物多樣性指數以及重要指示物種作為底棲動物的評價參數,對研究區底棲動物的分布情況以及群落結構特征進行評價。

1.4.1多樣性分析

物種數量包括底棲動物的物種密度及生物量,優勢種采用計算優勢物種優勢度(Y)進行篩選,生物多樣性指數包括Shannon-Wiener多樣性指數(H)、Simpson多樣性指數(D)、Margalef豐富度指數(R)以及Pielou均勻度指數(J)[15- 17]：

Y=Pi×fi

(1)

(2)

(3)

R=(S-1)/lnN

(4)

J=H/Hmax

(5)

式中,Pi為第i類底棲動物的個體數目ni占底棲動物個體總數目N的比例,即Pi=ni/N；fi為第i種在各個采樣點出現的頻率,Y≥0.02時,表示該物種為優勢種；S為采樣點的物種總數；Hmax為Shannon-Wiener多樣性指數的最大值,即Hmax=lnS。

1.4.2指示物種生物學分析

研究區底棲動物群落中的優勢種可作為重要指示物種,其耐污值可用于判斷水體的受污染程度。耐污值區間范圍為[0,10],<3為敏感類群,[3,7]為中間類群,>7為耐污類群[18]。其中,寡毛類是一類典型的耐污物種,能夠較好地衡量水環境質量,與其相關的水質生物學指數有Goodnight-Whitley指數(IGW)、相對重要性指數(BPI)及Wright指數[19- 21]：

(6)

(7)

Wright指數=每m2的顫蚓科數量

(8)

式中,n為寡毛類個體數,N為底棲動物個體總數目,N1為寡毛類、蛭類和搖蚊幼蟲的個體數,N2為多毛類、甲殼類、除搖蚊幼蟲以外其他水生昆蟲個體數,N3為軟體動物個體數。

1.4.3綜合分析

生物多樣性及指示物種生物學各個指標對于水環境質量的評價標準見表1。

表1 多樣性、生物學指數-水環境質量評價標準

2 結果分析

2.1 底棲動物群落組成及分布

調查期間在付疃河流域中下游干、支流16個點位發現大型底棲動物42種,隸屬于3門6綱19科。其中,環節動物分屬3綱5科14種,占33.3%；節肢動物分屬2綱7科20種,占47.6%；軟體動物種類相對較少,分屬2綱7科8種,占總數的19.0%。各采樣點的底棲動物種類組成及分布情況見附表1。

分別對各點位的底棲動物種群進行優勢度計算,其優勢種群分布情況見表2。霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)、水絲蚓屬(Limnodrilussp.)及搖蚊屬(Chironomussp.)在所有點位出現的頻率高于50%,為付疃河流域中下游的廣泛分布物種。不同季節各區域的優勢種差異較大,春季N、H、S區的優勢種大多為搖蚊科,主要有搖蚊屬(Chironomussp.)、直突搖蚊屬(Orthocladiussp.)、粗腹搖蚊(Tanypussp.)、紅裸須搖蚊(Propsilocerusakamusi)等,G區以顫蚓科較為優勢；夏季N、H區以田螺科的環棱螺屬(Bellamyasp.)為最優勢種,S區以顫蚓科的霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)為最優勢種,G區各點位的優勢種分布差異相對較大；秋季各點位均以顫蚓科和搖蚊科為主,其中霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)及水絲蚓屬(Limnodrilussp.)占優勢程度最大；冬季各點位均以顫蚓科為主,霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)占優勢程度最大,搖蚊科優勢度較秋季相對降低,由于水溫較低,較多點位未發現底棲動物。G3點由于處在河口地區,受海水漲落影響,出現竹蟶科、溪蟹科的特征優勢種。

表2 付疃河流域中下游各季節優勢種分布

2.2 底棲動物群落密度及生物量

從付疃河流域中下游各分區不同季節的底棲動物總密度來看(圖2),整體存在春季>冬季>秋季>夏季的變化關系。對于不同分區的不同季節分布,底棲動物總密度在春季的S區為最高值,超過8000 個體/m2,遠高于其他分區；最低值出現在夏季的N區,略高于100 個體/m2。同時,S區密度在各季節均為最大,而N區在各季節均為最小。

底棲動物總生物量(圖2)在整體上沒有明顯的季節性變化關系,最高值出現在秋季的H區,超過100 g/m2,遠高于其他分區各季節的生物量；最低值出現在夏季的G區,生物量低于0.2 g/m2。此外,N區在夏季總生物量最高,且相對其他三個分區差距較為明顯,S、G區均在春季出現最大生物量。

圖2 付疃河流域中下游各季節底棲動物總密度及生物量Fig.2 Total density and biomass of benthic animals in different seasons in the middle and lower reaches of Futuan River Basin

2.3 底棲動物與水環境因子相關性分析

2.3.1水環境因子特征分析

依據日照市政府發文《日照市水污染防治控制單元達標方案》(2017年印發),N區預計執行地表水Ⅲ類標準,而H、S及G區預計執行地表水Ⅴ類水標準。對照付疃河流域中下游各分區不同季節的水質監測均值(表3),COD均值介于15—40 mg/L,其中N區在春季對應濃度標準略超Ⅳ類標準,其余季節介于Ⅱ—Ⅲ類標準范圍,H、S及G區對應基本滿足Ⅳ類標準,符合規劃預期；TN、TP與NH3-N均值整體不樂觀,其中N、H、S及G區TN全年均超過標準值,冬季尤為嚴重；TP均值呈現季節性峰值波動,H、S區自春至冬逐季升高,而N、G區在夏季出現峰值；N區NH3-N季節性平穩,均達Ⅲ類標準,H、S及G區在秋冬季NH3-N常超Ⅴ類標準。

表3 付疃河流域中下游各分區水質監測均值及標準差

2.3.2底棲動物與水環境因子相關性分析

對付疃河流域中下游各分區的底棲動物與水環境因子進行CCA分析(圖3)。N區水環境因子對各門類底棲動物分布的解釋程度達到40.9%,底棲動物的總生物量與NH3-N呈正相關關系；H區水環境因子可解釋各門類底棲動物分布情況的73.1%,總體分布情況相關性不大,與NH3-N有較弱的負相關性,但其中節肢動物與NH3-N存在一定的正相關性,環節動物則與TP存在較為顯著的正相關關系；S區兩者的相關程度較弱,水環境因子僅能解釋底棲動物分布的14.5%,其中軟體動物與NH3-N、節肢動物與COD分別存在較弱的正相關性與負相關性；G區的水環境因子對底棲動物的分布情況可以解釋38.5%,軟體動物與TP有一定的正相關性,而環節動物與COD也有正相關關系的體現,環節動物同時還與NH3-N存在一定的負相關關系。

圖3 付疃河流域中下游各分區底棲動物與水環境因子CCA排序圖Fig.3 CCA plots of benthic animals and water environmental factors in each area in the middle and lower reaches of Futuan River BasinCOD：化學需氧量,Chemical oxygen demand；TN：總氮,Total nitrogen；TP：總磷,Total phosphorus；NH3-N：氨氮,Ammonium；TD：底棲動物總密度,Total density；TB：底棲動物總生物量,Total biomass；LA：環節動物,Annelida；M：軟體動物,Mollusca；A：節肢動物,Arthropod

2.4 底棲動物生物多樣性分析及水質生物學評價

2.4.1生物多樣性季節性分析

根據生物多樣性指數計算結果(圖4)可知,Shannon-Wiener多樣性指數、Simpson多樣性指數、Margalef豐富度指數及Pielou均勻度指數整體在各個分區呈現較為一致的季節性變化趨勢,然而Pielou指數變化幅度相對其他多樣性指數較弱,較難反映各區間差異性。

考慮季節性差異,春季H、S區較其他季節的多樣性程度較高,G區相對較低；夏季N、S兩區多樣性程度相對較高,其中,Margalef指數所顯示S區結果存在差異性；秋季S區多樣性程度最高,Pielou指數所得結果則表明四個分區多樣性程度相近；冬季S、G兩區多樣性程度較高,而H區相對較低。S區在全年均體現出較高的底棲動物多樣性程度。

2.4.2水質生物學評價

(1)基于生物多樣性指數的水質評價

根據Shannon-Wiener指數、Margalef指數及Pielou指數對水環境質量的評價標準(表1),對各分區不同季節水質污染程度進行評級(表4)。4區間水質評級季節性差異不明顯,其中S區相較其他3區水質情況較好,基本符合地表V類水環境標準規劃,H、G區在夏秋兩季的水環境質量較差,暫時難以滿足規劃需求,而N區對應Ⅲ類水環境標準規劃,但其水質污染程度遠劣于預設標準。

表4 付疃河流域中下游生物多樣性指數水質等級評價

考慮不同多樣性指數間差異,水質評級優劣存在明顯差異性,呈現Pielou指數>Margalef指數>Shannon-Wiener指數關系,即Pielou指數整體評價結果遠優于現狀水質情況,評價結果難以采信,而Margalef指數與Shannon-Wiener指數評價結果較為一致。綜合考慮,基于生物多樣性指數評價,付疃河流域中下游處于α-中污染至重污染。

(2)基于底棲動物指示物種的水質評價

參考典型底棲動物耐污值分布情況[22-25],選取寡毛綱顫蚓科耐污值為10,其中霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)為9.4、蘇氏尾鰓蚓(Branchiurasowerbyi)為8.5,腹足綱田螺科為5,其中環棱螺屬(Bellamyasp.)為6,水生昆蟲中搖蚊屬(Chironomussp.)為5.7,直突搖蚊屬(Orthocladiussp.)為4。根據各分區優勢種分布情況(表2)可知,春夏季N、H區底棲動物群落以搖蚊科及田螺科為主,其水質條件較差；而S區底棲動物群落以顫蚓科為主,對應耐污值較高,其水質條件差；秋冬季全區均以顫蚓科為主,對應付疃河流域中下游水環境質量狀況最為惡劣。

通過計算Goodnight-Whitley指數、相對重要性指數及Wright指數并結合其對水環境質量評價標準(表1),各分區評級結果見表5。三種水質生物學指數評價結果在不同季節、不同分區上基本呈現一致的特征規律。春季S區水環境污染程度最為嚴重,且明顯劣于其他三個分區；夏季H、S兩區均能顯示出較大程度的水質污染情況,其中IGW與BPI、Wright指數所得結果有所差異,前者S區水質評價達到清潔水平；秋季S區水質污染程度相對嚴重,中下游地區整體水環境呈現輕至中度污染,分區差異性不大；冬季S、G區的水質污染程度較為嚴重。全年N區水環境質量最高,基本保持輕污染水平,春、夏季提升至清潔水平。

表5 付疃河流域中下游指示物種生物學指數水質等級評價

3 討論

3.1 底棲動物群落分布特征分析

付疃河流域中下游共計發現大型底棲動物42種,環節動物與節肢動物為其中的主要門類,占總種類數80.9%。霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)與搖蚊屬(Chironomussp.)為出現頻率較高的優勢物種,均為耐污物種[26-27],因此付疃河流域中下游地區整體河流水環境呈現一定程度的富營養化現象。

從不同區域的優勢種差異來看,環棱螺屬(Bellamyasp.)在夏季N、H兩區替代顫蚓科及搖蚊科,成為最大的優勢種群,主要由于夏季水溫較高,且N區地處農村區域,存在季節性河流捕魚活動,鯽魚、鯉魚等成年底棲性魚類數量,客觀促進環棱螺屬(Bellamyasp.)群體快速繁殖與生長[28]；相對H區位于城鎮地區,為滿足沿河娛樂景觀與防洪需求,河流水位人工調控頻繁(0.1—1 m),魚類穩態生存環境已被破壞,環棱螺屬(Bellamyasp.)基本位于河流生態系統生物鏈頂層,在夏季適宜水溫大量繁殖與滋生。故N、H兩區在夏季出現相同優勢種替代現象。

同時,S區全年底棲動物總密度均遠遠高于其他三個分區,主要原因為S區是城鎮中心地區,人類活動頻繁復雜,河流分布多處再生水處理廠,以再生水為水源補給方式導致河流TN、TP濃度常年超標,惡劣的水生態環境利于如霍甫水絲蚓(Limnodrilushoffmeisteri)等底棲動物耐污種生長[29- 30]。

底棲動物總密度及總生物量存在時間性變化差異,總密度的季節變化趨勢為春季>冬季>秋季>夏季,而總生物量上不存在明顯趨勢,究其原因為軟體動物個體生物量較節肢動物、環節動物差異明顯,一般為40—150倍,對總生物量占比有極大影響。夏、秋季底棲動物中以田螺科為主的軟體動物較多,但其種群個體相對較少,同時由于冬季存在河流封凍,河流流速較低(<0.1 m/s),寡毛類底棲動物不易受河流徑流侵蝕河床而產生遷移[31],且河流魚類活動受水溫較低(0—4℃)影響,對寡毛類底棲動物攝食活動較夏、秋季弱化,其種群密度保持較高水平,加之春季伴隨氣溫回暖,以搖蚊科為主的水生昆蟲大量孵化滋生[32],如：直突搖蚊屬(Orthocladiussp.)、紅裸須搖蚊(Propsilocerusakamusi),導致種群密度逐級放大,這可能引起夏、秋季底棲動物總密度低于春、冬季的現象。

3.2 底棲動物與水環境因子相關性分析

底棲動物的群落分布特征與河流水環境因子存在密切關系。N區執行地表水Ⅲ類標準,H、S及G區執行Ⅴ類水標準,實際監測表明付疃河流域中下游各個分區全年TN超標較為嚴重,而NH3-N超標現象則出現在H、S、G區的部分季節,這種差異可能是由不同分區的水源結構特征導致,其中N區以自然徑流為主,農業化肥污染以面源污染方式進入水體,使水中氮元素含量增加[33]；同時,N區農村生活污水、畜禽廢水等點源輸入致使河流COD、TP濃度全年偏高,且伴隨夏季用水高峰,其對應營養元素濃度達到峰值[34]。而H、S、G區主要以再生水為重要補給源,雖再生水廠處理工藝已達一級A標準,且河流沿程人工濕地逐級構建與完善,但常年累月高濃度營養鹽(TN、TP與NH3-N)排放水體,已突破河流濕地自凈與水生植被吸附能力,加重藻類春夏季滋生蔓延,為耐污性底棲動物給予足量食物來源,為其繁殖增生提供支持[35- 36]。

結合不同分區底棲動物與水環境因子的相關性分析,可推斷出不同門類物種在分區內所占優勢程度的不同也可導致相關性結果間的差異。顫蚓科為代表的環節動物在水體以有機質為攝入主食,考慮有機質濃度與COD、TP存在正相關性,故其與COD、TP體現出一定的正相關性,而節肢動物與軟體動物與所選4個水環境因子的相關性相對較弱,主要是由于其優勢程度較環節動物更小,相較而言難以體現較明顯的相關性。同時,不同門類物種及總量與NH3-N均有差異較大的相關性結果,可能是由于NH3-N的有毒有害物質成分對環節動物影響較大,不利于其生長[37],故在以環節動物為主的分區(H區)內總量與NH3-N可呈現出負相關性,而在以軟體動物為主的分區(N區)內則呈現出正相關性。除上述所選的營養鹽指標外,底棲動物的分布還可能與物理指標如水深、流速、電導率及底質類型等有關[38- 40],在后續研究需考慮物理因子對其影響的定量分析,以加強研究結果對于水生態管理的完整性。

3.3 水質生物學評價

針對付疃河流域中下游地區水質狀況,本次研究選取了生物多樣性指標(Shannon-Wiener多樣性指數、Margalef豐富度指數及Pielou均勻度指數)與重要指示物種相關水質生物學指標(Goodnight-Whitley指數、相對重要性指數及Wright指數)進行等級評價。

付疃河流域中下游四個分區的底棲動物生物多樣性存在一定差異,主要由不同水源結構及底質類型特征導致。N區河流處于自然徑流狀態,河床底質保持泥砂質,河流連通性及水文狀況年內基本一致[41],故N區底棲動物多樣性在季節性上呈現相似分布；G區為干流下游至河口地區,接納各處支流匯入,因毗鄰入海口,受海洋潮汐、上游來水以及季節性降水波動多重影響,其底棲動物的季節性變化更具復雜性和獨特性[42]；H、S兩區水源結構基本一致,但S區比H區生物多樣性較高,可能是由于兩區河床底質存在差異,其中S區以卵石、人工投石與灰砂質殘渣為主,H區以灰砂質殘渣底質為主,底棲動物可能更適宜于更復雜多樣的水生環境[43]。

從底棲動物的水質生物學評價結果來看,付疃河流域中下游大致處于中污染的水平,還無法很好地滿足水生生物生存環境需求以及人類社會景觀服務等更深層次的需求。根據不同水源結構分區的水生態狀況分析來看,針對農村地區和城鎮地區,需完善實時監測系統,分別對其分散式農業生產活動及工業、生活污水直排現象進行管控,并加強人工濕地建設,做好尾水處理工作。針對河口地區,加強對于河口濕地公園的建設,充分利用海水潮汐影響,維護河口生態系統的穩定性。

生物多樣性指標評價結果顯示,Shannon-Wiener指數、Margalef指數評級偏差,而Pielou指數評級偏優,其結果差異主要由計算方式的不同導致,多樣性指數未考慮各物種在水體之中的差異性,季節性水量變化帶來的大量底棲動物物種密度變化也會造成污染指數的突然上升,但并非是真正的水質下降現象,因此多樣性指數所得結果在付疃河流域往往會趨向嚴重,而Pielou均勻度指數則消除了物種數量突增、突降的情況,結果會偏優；而對于基于底棲動物指示物種的水質評價(Goodnight-Whitley指數、相對重要性指數及Wright指數)基本一致,主要是由于付疃河流域中下游水體中寡毛類、搖蚊類物種優勢度較高,能夠較大程度地反映水環境狀況,3種指示物種法均從這個角度來定量化水體受污染程度,因此適用性也較高,若考慮采用單一評價方式,均不能客觀反映水源結構多變的河流水質評價[44]。因此,在考慮構建以底棲動物為代表的河流水生態評價體系時,建議融入水源結構與河床底質差異的定量分析,以弱化生物評價指標評價方式間客觀差異,以期得到更全面準確的水生態評價結果,從而為河流的生態管理提供更有力的理論依據支持。

4 結論

(1)付疃河流域中下游共鑒定出底棲動物42種,總密度季節性變化趨勢為春季>冬季>秋季>夏季,各點位群落特征存在差異,出現水絲蚓屬(Limnodrilussp.)、搖蚊屬(Chironomussp.)及環棱螺屬(Bellamyasp.)等典型耐污種。

(2)付疃河流域中下游底棲動物分布特征與河流水源結構及水環境因子有關,其中環節動物與COD、TP有顯著正相關性,各門類與NH3-N相關性差異較大,除所選4個營養鹽指標外,還需結合物理指標進一步解釋兩者相關性。

(3)生物多樣性指標中Shannon-Wiener指數、Margalef指數評級偏差,Pielou指數評級偏優,指示物種水質生物學評價(Goodnight-Whitley指數、相對重要性指數及Wright指數)在付疃河流域中下游得到的結果相對一致,基本呈中污染的平均狀態。水質生物學評價仍需與河流物理指標的定量評價相結合。